Ya sea que esté en la escuela o ingresando a la sociedad, inevitablemente entrará en contacto con los papeles. Un artículo es un artículo de razonamiento que realiza investigaciones en diversos campos académicos y describe los resultados de la investigación académica. Para que escribir su artículo sea más fácil y conveniente, aquí hay un artículo sobre el diseño arquitectónico y el diseño estructural de un edificio de oficinas con estructura de armazón. Bienvenido a leer. Espero que te guste.
Resumen:
Este proyecto de diseño es un edificio integral de oficinas con estructura de hormigón armado, que se divide en diseño arquitectónico y diseño estructural. Diseño arquitectónico: basándose en los requisitos del informe de diseño y las condiciones técnicas de ingeniería, y de conformidad con el plan general, considere de manera integral factores como el entorno del sitio de construcción, las funciones de uso, la estructura, la construcción, los materiales, el equipo, la economía y la estética del arte arquitectónico. , y proponer un proyecto arquitectónico. De acuerdo con las especificaciones de diseño relevantes, determine la forma estructural del edificio y complete el diseño de la sección vertical. Diseño estructural: primero determine el plano estructural, seleccione los materiales de construcción, luego realice el diseño estructural, determine el tamaño de los componentes estructurales y finalmente realice los cálculos estructurales. Después de determinar la disposición del marco y completar las estadísticas de carga, calcule la fuerza interna de la estructura bajo la acción de cargas horizontales (cargas de viento y terremotos). Luego calcule la fuerza interna de la estructura bajo la acción de la carga vertical (carga muerta y carga viva), encuentre el grupo o grupos de combinaciones de fuerzas internas más desfavorables, calcule el refuerzo basándose en los resultados más desfavorables y dibuje la construcción estructural relevante. dibujos.
Palabras clave:
Estructura del marco; cálculo de fuerzas internas; diseño de refuerzo estructural;
1. > 1.1 Descripción general del proyecto
Nombre del edificio del proyecto: Edificio Integral de Oficinas con Estructura de Hormigón Armado
Área total de construcción: 8553m2.
Número de pisos y altura del edificio: seis pisos, altura de cada piso 3,6 m, piso de equipamiento del edificio 2,5 m, altura del parapeto 1,2 m, diferencia de altura interior y exterior 0,75 m, altura total del edificio 22,35 m
Forma estructural del edificio: estructura de marco;
Vida útil de diseño: 50 años;
La altura del edificio de oficinas es de 22,35 metros, lo que cumple con el "Código de Diseño Sísmico para edificios" (GB 500110) Las disposiciones del artículo 6.1.1, es decir, la altura del edificio es 22,35
1.2 Datos de diseño
1) Condiciones climáticas:
La temperatura promedio en los meses fríos es -13 ℃, la temperatura promedio en el mes más caluroso es 23,1 ℃.
Dirección dominante del viento: Presión básica del viento: 0,40kN/㎡. Dirección dominante del viento: sureste en verano y noroeste en invierno.
El valor básico de la presión de la nieve es de 0,35kN/m2.
2) Intensidad del terremoto: 8 grados, y la aceleración básica de diseño es 0,20g.
3) El nivel freático es profundo y no podrá ser considerado en el diseño.
4) Datos geológicos del sitio: Sitio de categoría II, terreno plano.
2. Diseño arquitectónico
2.1 Diseño gráfico arquitectónico
El diseño gráfico de un edificio incluye el diseño gráfico de una sola estancia y el diseño gráfico combinado. El diseño de una sola habitación se basa en la racionalidad y aplicabilidad de todo el edificio, determinando el área, forma, tamaño y ubicación de puertas y ventanas de la habitación. El diseño de combinación plana es en realidad la combinación del espacio arquitectónico en el plano. Los siguientes aspectos afectan el diseño de combinación gráfica:
(1) Uso de funciones: primero, debe estar razonablemente dividido; segundo, debe tener una organización clara y ágil;
(2) Tipos estructurales: actualmente existen tres tipos estructurales comúnmente utilizados en edificios civiles, a saber, estructura de marco, estructura de marco/muro de corte y estructura de muro de corte. Teniendo en cuenta las muchas ventajas de la estructura de marco para este proyecto, este diseño adopta una estructura de marco.
(3) Tuberías de equipos: las tuberías de equipos ocupan un espacio determinado al diseñar, se deben considerar ciertas ubicaciones de los equipos y las habitaciones correspondientes deben organizarse de manera adecuada.
(4) Forma arquitectónica: en términos generales, una forma arquitectónica simple y completa es extremadamente beneficiosa para acortar las líneas de flujo de tráfico interno, simplificar la estructura, ahorrar terreno, reducir los costos de construcción y el rendimiento antisísmico.
2.2 Diseño de la fachada del edificio
Dado que los edificios de diferentes tipos y requisitos funcionales tienen diferentes características de combinación de espacio interno, la imagen externa del edificio es en gran medida la función de su espacio interno. actuación. Por lo tanto, debemos adoptar aquellas formas externas que se ajusten a sus requisitos funcionales y, sobre esta base, utilizar métodos apropiados de procesamiento de arte arquitectónico para enfatizar las características individuales del edificio y hacerlo más vívido y prominente. El diseño de fachadas de edificios se centra en la forma, proporción y efecto decorativo de todos los componentes de la fachada y su superficie exterior, como puertas, ventanas, toldos, sombrillas, vigas y columnas expuestas, etc. El diseño generalmente se basa en la relación plana y seccional determinada inicialmente de la combinación de espacio interno del edificio, como el tamaño y la altura de la habitación, la relación de composición y el tamaño seccional de los componentes, y la ubicación de puertas y ventanas adecuadas. , etc. , y primero dibujar el esquema básico de cada fachada del edificio como base para el siguiente ajuste. Luego, mientras profundiza en las proporciones generales de cada fachada, considere de manera integral la coordinación entre fachadas, especialmente la relación continua entre fachadas adyacentes, y los detalles del reverso, especialmente el tamaño, proporción y posición de puertas y ventanas, como así como realizar los ajustes necesarios a la forma de la protuberancia. Finalmente, céntrate en partes especiales, como las multitudes.
2.3 Diseño de la sección del edificio
El objetivo principal del diseño de la sección es analizar y determinar la forma de la sección vertical, el número de pisos del edificio y la altura, el espacio vertical y la utilización, y la estructura y Relaciones tectónicas en la sección del edificio. La forma de la sección transversal de un edificio está relacionada con requisitos funcionales. La mayoría de los edificios civiles tienen requisitos funcionales generales. Las formas transversales de edificios como residencias, dormitorios, hoteles y edificios de oficinas son en su mayoría rectángulos cuadrados. Generalmente, las ventanas con luz lateral se suelen utilizar en habitaciones con poca profundidad. Cuando la profundidad es grande, se aumentará la altura de la ventana. La altura de los alféizares de las ventanas normales es generalmente de 900 mm, pero a veces los requisitos funcionales pueden modificarse en consecuencia.
Para evitar que el agua de lluvia exterior entre en el interior y evite que las paredes se humedezcan, el suelo interior del primer piso (elevación del suelo ±0,000) debe ser al menos 150 mm más alto que el fondo exterior. La diferencia entre el interior y el exterior suele ser de 150 a 600 mm, la diferencia de altura entre el interior y el exterior en este diseño es de 750 mm. Generalmente, para algunas estancias donde se utiliza frecuentemente agua, como baños, lavabos, balcones, etc. El piso suele estar entre 20 y 50 mm más bajo que este piso. En este diseño, el baño está 50 mm más alto que este suelo. El diseño de la sección y el diseño en planta reflejan la relación espacial interna del edificio desde dos aspectos diferentes. El diseño gráfico se centra en resolver la relación lógica en la dirección horizontal del espacio. El diseño transversal se centra principalmente en la combinación del espacio interno en la dirección vertical. Resuelve principalmente los problemas de número de pisos, altura del piso, combinación de espacios. etc., y expresa directamente las diferentes relaciones de escala espacial del edificio. En términos generales, es habitual realizar primero el diseño del plano y luego el diseño de la sección, lo que a su vez afectará la disposición del plano del edificio. Por lo tanto, en el diseño arquitectónico, es necesario considerar integralmente el diseño de la sección y el plano, y ajustarlos y repararlos constantemente para que el diseño sea más perfecto y razonable. Considerando varios factores, este diseño adopta: la altura del primer piso es de 4,35 m, la altura del segundo al sexto piso es de 3,6 m, el techo es el techo principal, la altura total es de 22,35 m, la diferencia de altura entre el interior y al aire libre es de 0,75 m y la altura del pretil es de 0,75 m.
2.4 Decoración
El color de la pared exterior debe coordinarse con el entorno que la rodea, y la decoración debe prestar atención a la calidad y la armonía. La pared exterior utiliza pintura de pared exterior de color amarillo claro, líneas de fachada rojas y blancas, y las ventanas están hechas de un material de marco de ventana de aluminio natural totalmente dorado. Utilice pavimento cerámico en interiores y pavimento antideslizante en baños.
2.5 Diseño Sísmico
Este diseño simula una intensidad de fortificación sísmica de 8 grados (0,20 g). De acuerdo con las disposiciones del "Código para el diseño sísmico de edificios" (GB 50011-2010) 1.0.2, los edificios en áreas con una intensidad de fortificación sísmica de 6 grados o más deben llevar a cabo un diseño sísmico.
Las edificaciones de hormigón armado deben adoptar diferentes niveles de resistencia sísmica según la categoría de fortificación, intensidad, tipo de estructura y altura del edificio, y deben cumplir con los correspondientes requisitos de cálculo y medidas estructurales. La categoría de fortificación sísmica de este proyecto es Categoría C. La acción sísmica y las medidas antisísmicas deben cumplir con los requisitos de fortificación sísmica de la región. Este diseño es una estructura de armazón, con 8 grados de fortificación, una altura inferior a 24 m y un nivel sísmico de nivel dos.
2.6 Diseño de escaleras
Como principal instalación para el transporte vertical en los edificios, las escaleras deben cumplir los siguientes requisitos en diseño:
(1) Requisitos de evacuación: Escaleras La ubicación, cantidad, espacio y ancho deben cumplir con los requisitos de evacuación de las normas de protección contra incendios para garantizar un flujo fluido de personas y una comunicación conveniente entre los pisos superior e inferior.
(2) Requisitos de uso: como principal instalación de transporte vertical, las escaleras deben ubicarse en una posición destacada del edificio para guiar el flujo de personas. Debido a su alta frecuencia de uso, se debe considerar plenamente su hermosa apariencia y buenas condiciones de iluminación para brindar a las personas una sensación de comodidad.
(3) Requisitos de seguridad: como canal principal de evacuación, debe ser fuerte y seguro, duradero y resistente al desgaste, y con una tensión razonable.
(4) Requisitos estructurales: seleccione razonablemente la forma, la pendiente, los materiales y los métodos de construcción del edificio, y maneje cuidadosamente su estructura detallada. Las escaleras tienen varias formas, diferentes objetos, diferentes ocasiones, diferentes departamentos ambientales, diferentes ángulos, diferentes propiedades y los nombres de las escaleras también son diferentes. Este diseño utiliza escaleras paralelas de doble recorrido. Las escaleras son importantes vías de evacuación y escaleras de incendios en los edificios, por lo que diversas normativas nacionales vigentes tienen requisitos estructurales claros para el tamaño de las escaleras. Los "Principios generales de diseño para edificios civiles" estipulan que el número de escalones en cada escalera no debe exceder los 18 ni debe ser inferior a 3. La "Norma de coordinación para la construcción de módulos de escaleras" estipula que los escalones de las escaleras no deben tener más de 210 mm ni menos de 140 mm, y la altura de los escalones en todos los niveles debe ser la misma. Generalmente, la pendiente de las escaleras está entre 23° y 45°, y la pendiente apropiada es 30°. La "Norma de coordinación para la construcción de módulos de escaleras" estipula que la pendiente máxima de las escaleras no debe exceder los 38°. Como objetivo principal del transporte, el ancho libre de los escalones debe determinarse de acuerdo con el número de usuarios de la escalera. Generalmente el ancho por persona es de 0,55 (0-0,15)m, y no debe ser inferior a dos personas. (0-0,15 m es el balanceo del cuerpo humano durante el movimiento, y el límite superior debe usarse cuando hay muchas personas en edificios públicos). El hueco de la escalera se refiere al espacio cerrado por escalones y el interior de la plataforma. En el diseño real, el ancho del hueco de la escalera es generalmente de 60 ~ 200 mm, y las barandillas de la escalera deben construirse de manera que no sean aptas para subir. Cuando se utilizan postes verticales como barandillas, la distancia libre entre postes horizontales no debe ser superior a 0,11 m. La profundidad de la plataforma intermedia no debe ser inferior al ancho de la escalera y 1,20 m. Cuando sea necesario transportar objetos grandes, se debe ensanchar adecuadamente. La altura vertical desde el borde inferior de la estructura de la plataforma de la escalera hasta la pasarela en un edificio residencial no debe ser inferior a 2 m. La distancia horizontal entre la línea del borde frontal de los escalones más bajo y más alto de la escalera y la línea del borde interior del saliente superior no será inferior a 300 metros.
En este proyecto, * * * hay dos escaleras, las cuales utilizan escaleras de doble recorrido. La escalera tiene 3,6 m de ancho, 7,2 m de profundidad y 3,6 m de alto. Está diseñada como una escalera de recorrido constante con 12 escalones y 11 escalones por tramo. El tamaño del escalón es de 300 mm x 150 mm.
2.7 Diseño de protección contra incendios
Para reducir el fuego y las pérdidas por incendio, en el interior del edificio se utilizan muros cortafuegos y suelos resistentes al fuego. El grado de resistencia al fuego de este proyecto es Nivel 2. Los edificios civiles deben cumplir con los requisitos de clasificación de resistencia al fuego y límites de resistencia al fuego. Para evitar que el calor radiante de los edificios en llamas encienda los edificios adyacentes dentro de un cierto período de tiempo, los intervalos que facilitan la extinción del incendio se denominan intervalos de prevención de incendios. Los edificios resistentes al fuego deben cumplir con los requisitos del código.
En tercer lugar, diseño estructural
Comparación de planos estructurales, diseño estructural y selección de componentes, seleccione un marco principal para los cálculos de diseño, diseño de toldo de escalera, primero diseñe la estructura de capas estándar, y luego llevar a cabo el diseño de la estructura de vigas y columnas, incluida la estimación aproximada y la verificación de las dimensiones de las vigas y columnas, luego llevar a cabo el cálculo de diseño de la losa del piso colada en el lugar, el cálculo de diseño de las escaleras, y luego Realizar el cálculo del marco transversal bajo carga vertical. Para facilitar el diseño y el cálculo, el modelo de cálculo y el análisis de tensiones se han simplificado en diversos grados. Los supuestos básicos que se hacen al calcular manualmente el marco transversal incluyen: el supuesto elastostático del análisis estructural, que generalmente no considera la redistribución de las fuerzas internas causadas por la entrada de la estructura al estado elástico-plástico, se supone que la fuerza horizontal en cada uno; La dirección solo puede determinarse por la resistencia lateral en esa dirección. La estructura de fuerza soporta la fuerza, y la estructura lateral resistente a la fuerza perpendicular a esta dirección no se tensiona cuando la red de columnas está dispuesta ortogonalmente. La rigidez de la losa en su propio plano supone que los desplazamientos horizontales de todas las estructuras laterales resistentes a fuerzas son iguales a la misma altura.
El cálculo del marco transversal bajo carga muerta se realiza por separado en el primer piso. Las cargas del segundo al quinto piso son las mismas. Debido al papel del techo, se calculan y resuelven por separado. .
A través del análisis de fuerza detallado y la conversión de carga, el diagrama de cálculo del marco de cálculo bajo carga viva es consistente con la carga muerta.
Para el diagrama de cálculo del marco transversal bajo la acción de una carga de gravedad representativa, la combinación de efectos de carga bajo la acción de un terremoto debe adoptar el valor de la carga de gravedad representativa. Para las losas, los valores representativos de la carga por gravedad se basan en todas las cargas y 50 cargas vivas del piso, y para los techos, los valores representativos de la carga por gravedad se basan en todas las cargas constantes y 50 cargas de nieve.
El cálculo de la fuerza interna y la combinación de fuerzas internas, el momento flector, la fuerza axial y la fuerza cortante causada por la carga muerta se calculan manualmente. El cálculo de otras fuerzas internas lo realiza el solucionador de mecánica estructural, lo que acelera el proceso. progreso y ahorro de tiempo. Combinación de fuerzas internas, seleccione la fuerza interna más desfavorable para el cálculo del refuerzo.
[1]Norma Nacional de la República Popular China. "Código para el diseño de protección contra incendios de edificios civiles de gran altura" GB5 0045-2010[S]. Beijing: Prensa de la industria de la construcción de China, 2012.
[2]Norma Nacional de la República Popular China. Norma de dibujo arquitectónico GB 50104-2010[S]. Beijing: Prensa de la industria de la construcción de China, 2012.
[3]Norma Nacional de la República Popular China. Estándar unificado para dibujos arquitectónicos GB 50001-2010[S]. Beijing: Prensa de la industria de la construcción de China, 2011.
[4]Norma Nacional de la República Popular China. Norma de clasificación para protección sísmica de edificaciones GB 50223-2010[S]. Beijing: Prensa de la industria de la construcción de China, 2012.
[5] Atlas de diseño de estándares nacionales de construcción de la República Popular China. Dibujos detallados de la construcción de estructuras resistentes a terremotos GB 50068-2012[M]. Beijing: China Construction Industry Press, 2013
[6] Estándares nacionales de la República Popular China. Especificación de carga de la estructura del edificio GB 50009-2010[S]. Beijing: Prensa de la industria de la construcción de China, 2012.
[7]Norma Nacional de la República Popular China. Especificación para el diseño de estructuras de hormigón GB 50010-2012[S]. Beijing: Prensa de la industria de la construcción de China, 2013.
[8]Norma Nacional de la República Popular China. Código para diseño sísmico de edificaciones GB 50011-2010[S]. Beijing: Prensa de la industria de la construcción de China, 2012.
[9]Norma Nacional de la República Popular China. Norma de dibujo de estructuras de edificios GB 50079-2010[S]. Beijing: Prensa de la industria de la construcción de China, 2013.
[10]Norma Nacional de la República Popular China. GB50068, Estándar unificado para el diseño de confiabilidad de estructuras de construcción[S]. Beijing: Prensa de la industria de la construcción de China, 2018